【資料圖】

據(jù)悉，這個(gè)被研究小組稱為DishBrain讓80萬(wàn)個(gè)人類和小鼠的神經(jīng)元在培養(yǎng)中生長(zhǎng)并安裝在微電極陣列上，然后可以讀取它們的活動(dòng)并以電信號(hào)刺激它們。在以往的研究工作中，這類裝置被用來(lái)研究神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和疾病，但這是第一次教這些實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的大腦執(zhí)行一項(xiàng)特定的任務(wù)。

研究團(tuán)隊(duì)有效地將腦細(xì)胞置于經(jīng)典街機(jī)游戲 《Pong》的虛擬環(huán)境中，細(xì)胞本身就像球拍，它們必須及時(shí)地將模擬球彈開(kāi)。DishBrain兩側(cè)的電極在任何時(shí)候都會(huì)發(fā)射信號(hào)以指示球的位置，而信號(hào)的頻率會(huì)增加或減少以指示球與球拍的距離。這些神經(jīng)元必須四處發(fā)送信號(hào)以移動(dòng)虛擬球拍并擊球。

這項(xiàng)研究的論文共同作者Adeel Razi博士說(shuō)道：“這種教導(dǎo)細(xì)胞培養(yǎng)物執(zhí)行它們表現(xiàn)出智商的任務(wù)的新能力--通過(guò)感應(yīng)控制槳來(lái)回球--開(kāi)辟了新的發(fā)現(xiàn)可能性并將對(duì)技術(shù)、健康和社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。”

訓(xùn)練DishBrain是可以理解的棘手問(wèn)題。如果你要訓(xùn)練一個(gè)生物體執(zhí)行特定的任務(wù)，獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰通常是關(guān)鍵，但這對(duì)這些細(xì)胞培養(yǎng)物不起作用，這是因?yàn)樗鼈儧](méi)有多巴胺系統(tǒng)來(lái)激勵(lì)它們。相反，研究人員利用了所謂的自由能原理。

從本質(zhì)上講，這個(gè)想法說(shuō)的是，在這個(gè)層面上的細(xì)胞將總是試圖盡量減少其環(huán)境中的不可預(yù)測(cè)性。因此，如果腦細(xì)胞未能用球拍擊球，該系統(tǒng)將在四秒鐘內(nèi)提供不可預(yù)測(cè)的刺激，但對(duì)于每一次成功擊球，它們將在游戲繼續(xù)進(jìn)行之前收到一個(gè)簡(jiǎn)短的、可預(yù)測(cè)的信號(hào)，也是以可預(yù)測(cè)的方式進(jìn)行。通過(guò)利用這一點(diǎn)，DishBrain可以在5分鐘內(nèi)學(xué)會(huì)玩游戲。

這項(xiàng)研究的論文共同作者Karl Friston教授說(shuō)道：“這項(xiàng)工作的美麗和開(kāi)拓性在于為神經(jīng)元配備了感覺(jué)--反饋--及關(guān)鍵是對(duì)其世界采取行動(dòng)的能力。值得注意的是，這些文化學(xué)會(huì)了如何通過(guò)對(duì)其采取行動(dòng)使它們的世界更可預(yù)測(cè)。這很了不起，因?yàn)槟銦o(wú)法教導(dǎo)這種自我組織；僅僅是因?yàn)?-與寵物不同--這些迷你大腦沒(méi)有獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰的意識(shí)。”

這個(gè)實(shí)驗(yàn)可能聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)詭異，并且在道德上存在問(wèn)題，但其他科學(xué)家表示，這并不是一種我們需要擔(dān)心虐待的智能。

“別擔(dān)心，雖然這些實(shí)驗(yàn)皿里的神經(jīng)元可以根據(jù)刺激改變它們的反應(yīng)，但它們并不是盤(pán)子里的科幻式智能，這些是簡(jiǎn)單的（盡管有趣且具有科學(xué)意義）電路反應(yīng)，”英國(guó)癡呆癥研究所項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Tara Spires-Jones教授說(shuō)道。

該研究的研究人員稱，這項(xiàng)新工作可以幫助提高我們對(duì)人類大腦的理解，使用比計(jì)算機(jī)模擬更準(zhǔn)確的模型。接下來(lái)的步驟是調(diào)查藥物和酒精對(duì)神經(jīng)元的影響，包括它們是否會(huì)損害細(xì)胞的能力。